Nếu động cơ và hệ thống truyền lực chịu trách nhiệm truyền công suất xuống bánh xe, thì hệ thống lái là nền tảng để điều khiển và thay đổi hướng di chuyển của xe, bao gồm các thao tác nh
Mục tiêu của khóa luận
Tìm hiểu được tổng quan hệ thống và thiết kế được hệ thống lái đảm bảo đúng yêu cầu kỹ thuật và phù hợp điều kiện làm việc.
Nội dung của khóa luận
Để thực hiện mục tiêu nghiên cứu thì khóa luận bao gồm một số nội dung cơ bản sau:
Chương 1: Tổng quan về hệ thống lái
Chương 2: Tính toán, kiểm tra thiết kế hệ thống lái trên xe Hyundai Grand i10 Chương 3: Khai thác kỹ thuật hệ thống lái
Phương pháp nghiên cứu
Sự kết hợp giữa nghiên cứu lý thuyết, tính toán kiểm tra các thông số chi tiết và tham khảo các tài liệu hướng dẫn đáng tin cậy, cùng việc quan sát và đo đạc trên xe thực tế để đưa ra hướng dẫn kỹ thuật khai thác hệ thống lái trên xe ô tô phù hợp.
TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG LÁI
Công dụng, yêu cầu, phân loại hệ thống lái
- Hệ thống lái là hệ thống giữ vai trò điều khiển hướng chuyển động của ô tô đi thẳng lùi, rẽ trái, rẽ phải theo tác động của người cầm vô lăng xe
- Các bô phận chính của hệ thống lái: Cơ cấu lái (hộp số), vô lăng, trục lái, dẫn dộng lái, trợ lực lái
Hình 1.1: Sơ đồ hệ thống lái
+ Cơ cấu lái (hộp số), vô lăng, trục lái: Truyền mô men do người lái tác dụng lên vô lăng đến dẫn động lái
+ Truyền chuyển động từ cơ cấu lái đến các bánh xe dẫn hướng và đảm bảo dọng học quay vòng đúng
+ Trợ lực lái: Dùng để giảm nhẹ lực quay của người lái
1.1.1 Công dụng hệ thống lái
- Hệ thống lái của ô tô dùng để thay đổi hướng chuyển động của ô tô nhờ quay vòng các bánh xe dẫn hướng cũng như để giữ phương chuyển động thẳng hay chuyển động cong của ô tô khi cần thiết
- Muốn quay vòng ô tô phải có mô men quay vòng mô men này có thể phát sinh nhờ các phản lực bên khi quay vòng hướng dẫn
1.1.2 Yêu cầu hệ thống lái
- Một trong các hệ thống quyết định đến tính an toàn và ổn định chuyển động của ô tô là hệ thống lái Theo đó hệ thống lái cần đảm bảo các yêu cầu sau:
+ Đảm bảo tính năng vận hành cao của ô tô có nghĩa là khả năng quay vòng nhanh và ngoặt trong một thời gian rất ngắn trên một diện tích rất bé
+ Lái nhẹ có nghĩa là lực cần thiết quay vành tay lái phải nhỏ
+ Đảm bảo được động học quay vòng đúng để các bánh xe không bị trượt lết khi quay vòng (Nếu điều kiện này không đảm bảo lốp sẽ bị trượt trên đường nên chóng mòn nên công suất sẽ mất mát để tiêu hao cho một lực ma sát trượt)
+ Hệ thống trợ lực phải có tính chất tuỳ động đảm bảo phối hợp chặt chẽ giữa sự tác động của hệ thống lái và sự quay vòng của bánh xe dẫn hướng
+ Tránh va đập truyền ngược từ bánh xe lên vành lái
+ Cơ cấu lái phải được đặt ở phần được treo để kết cấu hệ thống treo trước không ảnh hưởng đến động học cơ cấu lái
+ Giữ chuyển động thẳng ổn định
+ Hệ thống lái phải bố trí thuận tiện trong việc bảo dưỡng và sửa chữa
1.1.3 Phân loại hệ thống lái
1.1.3.1 Theo cách bố trí vô lăng
Căn cứ vào luật pháp của đất nước quy định đi bên trái hay bên phải
Hình 1.2: Ảnh minh họa vị trí đặt vô lăng
+ Hệ thống lái với bố trí bên trái
+ Hệ thống lái với bố trí bên phải
1.1.3.2 Theo số lượng bánh xe hướng dẫn
+ Hệ thống lái với các bánh dẫn hướng ở cầu trước
+ Hệ thống lái với các bánh dẫn hướng ở cầu sau
+ Hệ thống lái với các bánh dẫn hướng ở tất cả các cầu
1.1.3.3 Theo kết cấu của cơ cấu lái chia ra các loại
1.1.3.4 Theo kết cấu của bộ trợ lực chia ra
Kết cấu chung của hệ thống lái
Hình 1.3: Sơ đồ cấu tạo hệ thống lái ô tô
1- Vành lái; 2- Trục lái; 3- Cơ cấu lái; 4- Đòn quay đứng; 5- Đòn kéo dọc; 6- Đòn quay ngang; 7- Trục xoay đứng; 8- Đòn bên; 9- Đòn ngang;
10- Dầm cầu; 11- Trục quay bánh xe; 12- Bánh xe
1.2.1 Kết cấu các dạng cơ cấu lái
1.2.1.1 Cơ cấu lái với trục vít – bánh vít
- Trục vít và bánh vít (bánh răng nghiêng) kết nối phối hợp với nhau dưới sự ăn khớp của ren trục vít và răng của bánh vít tạo nên
6 Hình 1.4: Cơ cấu lái trục vít bánh vít
1- Ổ bi; 2- Trục vít ; 3- Bánh vít (Loại nằm nghiêng); 4- Vỏ
+ Có thể tự hãm lại
+ Làm việc êm, không gây tiếng ồn
+ Hiệu suất làm việc thấp, sinh nhiệt nhiều (do trượt dọc răng) + Tốn chi phí vì sử dụng vật liệu giảm ma sát để tạo bánh vít
+ Lắp ghép yêu cầu độ chính xác cao
+ Truyền trong công suất nhỏ P ≤ 50: 60 (Kw)
+ Tỉ số truyền trong khoảng 20: 60 có khi có thể lên đến 100
- Tỷ số truyền cơ cấu lái trục vít – bánh vít không đổi và xác định theo công thức:
𝑅 0 - Bán kính vòng lăn của cung răng t- Bước trục vít
𝑍 𝑡 - Số mối ren trục vít
Góc nâng của đường ren vít thường từ 8 ÷ 12º Khe hở ăn khớp khi quay đòn quay đứng từ vị trí trung gian đến các vị trí biên thay đổi từ 0,03 ÷ 0,05 mm
Sự thay đổi khe hở này được đảm bảo nhờ mặt sinh trục vít và vòng tròn cơ sở của cung răng có bán kính khác
7 1.2.1.2 Cơ cấu lái với cơ cấu trục vít – con lăn
+ Độ bền, hiệu suất cao (được thay từ ma sát trượt xang ma sát lăn) + Ứng suất nhỏ do có con lăn có nhiều ren và trục vít tiếp xúc với nhau + Dễ điều chỉnh các khe hở giữa các bộ phận liên kết trong hộp lái
Hình 1.5: Cơ cấu lái trục vít glôbôít - con lăn hai vành
1- Trục đòn quay đứng; 2- Trục vít; 3- Đệm điều chỉnh; 4-Đệm điều chỉnh
5- Nắp trên; 6- Con lăn; 7- Vít điều chỉnh; 8-Trục con lăn
- Tỷ số truyền của cơ cấu lái trục vít - con lăn được xác định theo công thức sau:
𝑅 0 (1.2) Trong đó: t - Bước của trục vít
𝑍 𝑡 - Số đường ren trục vít
𝑅 𝑘 - Bán kính vòng (tiếp xúc) giữa con lăn và trục vít (khoảng cách từ điểm tiếp xúc đến tâm đường quay đứng)
𝑅 0 - Bán kính vòng chia của bánh răng cắt trục vít
𝑖 0 - Tỷ số truyền giửa bánh răng cắt và trục vít
Theo công thức trên ta thấy iω thay đổi theo góc quay trục vít Tuy vậy sự thay đổi này không lớn khoảng từ 5- 7% (từ vị trí giữa ra vị trí biên) Nên có thể coi như 𝑖 𝜔 = const
1.2.1.3 Cơ cấu lái với cơ cấu trục vít - chốt quay
+ Làm việc với hiệu suất cao
+ Chế tạo đơn giản nên giá thành rẻ trên thị trường
+ Điều khiển yêu cầu lục rất lớn
+ Không thể sử dụng được với hệ thống treo
+ Hiệu suất nghịch rất lớn, nhạy cảm với va đập do ma sát nhỏ
Hình 1.6: Cơ cấu lái trục vít - chốt quay
1- Chốt quay.; 2- Trục vít ; 3- Đòn quay
- Nếu bước răng trục vít không đổi thì tỷ số truyền được xác định theo công thức:
𝜑 - Góc quay của đòn quay đứng
R - Bán kính đòn dặt chốt
Hiệu suất thuận và hiệu suất nghịch của cơ cấu loại này vào khoảng 0,7 Cơ cấu lái này dùng nhiều ở hệ thống lái không có cường hoá và chủ yếu trên các ô tô tải và khách Tuy vậy do chế tạo phức tạp và tuổi thọ không cao nên hiện nay ít sử dụng
1.2.1.4 Cơ cấu lái với cơ cấu liên hợp
+ Hộp số lái có kết cấu đơn giản không phức tạp
+ Tiết kiệm chi phí, dễ dàng sản suất
+ Độ chính xác cao dễ dàng vận hành
+ Giảm chấn động bến trong được duy trì hơn
+ Có độ đàn hồi tối thiểu nhỏ gọn thường dùng cho động cơ phía trước + Không cần tay lái và thanh trung gian
+ Dễ dàng hạn chế hành trình của giá lái và góc lái
+ Về cơ học không có mặt lợi thế
+ Lực lái bị mất do mát sát
+ Các vấn đề của thanh răng bánh răng sẽ làm mài mòn và phản ứng ngược
Hình 1.7: Cơ cấu lái liên hợp trục vít - êcu bi - thanh răng - cung răng
1- Đai ốc hãm đòn quay đứng; 2- Trục tròn quay đứng; 3- Vòng chặn dầu 4,6- Ổ bi kim; 5- Vỏ cơ cấu lái; 7-Vỏ cơ cấu lái; 8- Đai ốc điều chỉnh; 9- Vít điều chỉnh ăn khớp; 10- Đai ốc hãm; 11- Vòng làm kín;
12- Mặt bích bên cơ cấu lái; 13- Đai ốc tháo dầu; 14- Vòng làm kín; 15- Chốt định vị; 16- Tấm chặn; 17- Đai ốc điều chỉnh độ rơ của ổ; 18- Nắp dưới cơ cấu lái; 19- Ổ đỡ chặn; 20- Êcu; 21- Ống dẫn hướng bi 22- Bi ; 23- Vít đậy lỗ rót dầu; 24- Ổ đỡ chặn; 25- Vòng chặn dầu;
26- Then bán nguyệt; 27- Cung răng
- Tỷ số truyền động học của cơ cấu lái loại này không đổi và xác định theo công thức:
𝑅 2 - Bán kính chia cung răng t - Bước răng trục vít
1.2.1.5 Cơ cấu lái với cơ cấu bánh răng - thanh răng
+ Hiệu suất cao, giá thành rẻ, chế tạo đơn giản
+ Điều khiển cần một lực lớn
+ Không thể sử dụng với hệ thống treo
+ Hiệu suất nghịch cao, nhạy cảm với va đạp do ma sát
Hình 1.8: Cơ cấu lái bánh răng - thanh răng
1-Lỗ ren; 2- Bánh răng; 3-Thanh răng; 4- Bulông hãm;
5- Đai ốc điều chỉnh khe hở; 6- Lò xo; 7- Dẫn hướng thanh răng
1.2.2 Kết cấu các dạng dẫn động lái (trợ lực)
1.2.2.1 Hệ thống lái có trợ lực thủy lực
Hệ thống lái sử dụng công suất động cơ để dẫn động cho bơm trợ lực tạo ra áp suất Khi xoay vô lăng sẽ chuyển mạch một đường dẫn dầu tại van điều khiển Nhờ áp suất dầu này mà píttông trong xilanh trợ lực được đẩy đi và làm quay bánh xe dẫn hướng
Do vậy, nhờ áp suất dầu thuỷ lực mà lực đánh lái vô lăng sẽ giảm đi và không phải quay tay lái quá nhiều Do yêu cầu của hệ thống phải tuyệt đối kín nên bạn cần định kỳ kiểm tra sự rò rỉ dầu để đảm bảo rằng hệ thống lái làm việc hiệu quả và an toàn
Hình 1.9: Hệ thống lái trợ lực thủy lực
1- Bình chứa; 2- Bơm trợ lực lái; 3- Van điều khiển;
4- Hộp cơ cấu lái; 5- Xi lanh trợ lái
* Các chi tiết chính của hệ thống
Hầu hết sử dụng loại bơm cánh gạt để làm bơm trợ lực vì loại này có ưu điểm kết cấu đơn giản, gọn nhẹ, phù hợp với hệ thống thuỷ lực yêu cầu áp suất không lớn
Bơm được dẫn động nhờ trục khuỷu của động cơ qua puly lắp ở đầu bơm để đưa dầu nén vào hộp cơ cầu lái Lưu lượng của bơm tỷ lệ với tốc độ động cơ nhưng nhờ van điều chỉnh lưu lượng đưa dầu thừa trở lại đầu hút của động cơ mà dầu vào hộp cơ cấu không đổi, ổn định được lực đánh lái Những loại bơm dẫn động nhờ trục khuỷu thường làm tăng phụ tải của động cơ dó đó hao tốn nhiên liệu
Hình 1.10: Cấu tạo bơm trợ lực lái
Chính vì vậy, các nhà sản xuất đã chế tạo loại trợ lái thuỷ lực – điện EHPS (Electro-Hydraulic Power Steering) sử dụng mô tơ điện để tạo áp suất thuỷ lực, giảm lực cần thiết để điều khiển vô lăng, tiết kiệm nhiên liệu do giảm phụ tải động cơ Một ECU kiểm soát tốc độ quay mô tơ (lượng xả của bơm) theo các thông số như tốc độ xe và góc quay của vô lăng nhờ đó hệ thống hoạt động hiệu quả hơn
Trục bơm quay dẫn động cho rô to quay trong stato bơm (hay còn gọi là vòng cam) được gắn chắc với vỏ bơm Trên rô to có các rãnh để gắn các cánh bơm Do chu vi vòng ngoài của rô to hình tròn nhưng mặt trong của vòng cam hình ô van nên tồn tại một khe hở giữa rô to và vòng cam
Cánh bơm sẽ ngăn cách khe hở này để tạo thành các buồng chứa dầu Cánh bơm bị giữ sát vào bề mặt trong của vòng cam bằng lực ly tâm và áp suất dầu tác động sau cánh bơm nên hình thành một phớt dầu ngăn rò rỉ áp suất giữa cánh gạt và vòng cam khi bơm tạo áp suất dầu Khi rô to quay thì dung tích buồng dầu tăng giảm liên tục Hay nói cách khác, dung tích của buồng dầu tăng tại cổng hút, do vậy dầu từ bình chứa sẽ được hút vào buồng dầu từ cổng hút Ở cổng xả áp suất giảm do trước đó dầu được hút vào buồng này và bị ép qua cổng xả Chu kỳ hút xả diễn ra trong mỗi vòng quay của trục rô to Do có 02 cổng hút và 02 cổng xả nên dầu sẽ hút và xả 02 lần trong trong một chu kỳ quay của rô to
Hình 1.11: Cấu tạo, nguyên lý hoạt động của van xoay
- Chuyển động quay của trục van điều khiển kiểu van quay tạo nên một giới hạn trong mạch thuỷ lực Khi vô lăng quay sang phải áp suất bị hạn chế tại các lỗ
X và Y Khi vô lăng quay sang trái trục van điều khiển tạo giới hạn tại X' và Y' Khi vô lăng xoay thì trục lái quay, làm xoay trục vít qua thanh xoắn Ngược lại với trục vít, vì thanh xoắn xoắn tỷ lệ với lực bề mặt đường, trục van điều khiển chỉ quay theo mức độ xoắn và chuyển động sang trái hoặc sang phải
Phân tích lựa chọn phương án
1.3.1 Giới thiệu xe tham khảo - ô tô Hyundai Grand I10
Hyundai Grand I10 là mẫu xe được đánh giá cao của Hyundai trên thị trường thế giới với rất nhiều các giải thưởng danh giá như Giải thưởng thiết kế
Red Dot, giải thưởng xe của năm tại Ấn Độ, giải thưởng chất lượng của tạp chí AutoBild (Đức), tại Việt Nam, Grand i10 cũng là chiếc xe cỡ nhỏ thành công bậc nhất của Hyundai cũng như toàn thị trường Việt Nam khi doanh số bán hàng luôn đứng vị trí cao cùng doanh số cộng dồn hơn 131.000 chiếc từ khi giới thiệu tại Việt Nam năm 2014 Để tiếp bước thành công, đáp ứng nhu cầu của thị trường cũng như định hướng phát triển ngành công nghiệp ô tô Việt Nam
Với dòng xe Hyundai Grand I10 có 2 mẫu xe đó là:
Hyundai Grand i10 Sedan 1.2 at Hyundai Grand i10 Hatchback
Hình 1.14: Sản phẩm xe Hyundai Grand I10
- Hyundai Grand I10 Hatchback đây là mẫu xe thuộc phân khúc cỡ nhỏ (A) dành cho gia đình, cá nhân và chạy taxi/Grab Với giá cả rẻ, kích thước gọn gàng, giúp di chuyển linh hoạt ngay cả trong phố đông, khả năng tiêu hao nhiên liệu đáng mơ ước (chỉ 5,5 lít/100km) Thiết kế hoàn toàn mới, trẻ trung hiện đại, kích thước nhỉnh hơn đời cũ một chút đã giúp xe i10 sedan mới đẹp và hài hòa hơn hẳn I10 sedan đời cũ Màu sắc cũng gồm 6 màu như bản I10 đuôi ngắn
- Hyundai Grand I10 Hatchback sở hữu kích thước lớn hàng đầu phân khúc, đem đến một không gian thỏa mái tối đa cũng như phong cách năng động cho chủ nhân Bên cạnh đó, những công nghệ hàng đầu được trang bị trên xe giúp cho trải nghiệm lái xe càng trở nên thú vị.Ngoại hình Hyundai Grand I10 sở hữu phong cách mới, cá tính, thời trang và táo bạo hơn, tác động mạnh hơn vào thị giác của người nhìn ngay lần đầu Kích thước tổng thể dài x rộng x cao của xe lần lượt là 3.850 x 1.680 x 1.520 (mm), chiều dài cơ sở đạt 2.450mm, khoảng sáng gầm 157mm
Hình 1.15: Thông số kĩ thuật
Bảng 1.1: Bảng thông số kỹ thuật cơ bản xe Hyundai Grand i10 Sedan
Dài, rộng, cao- tổng thể (mm) 3.805 x 1.680 x 1.520 (mm)
Chiều dài cơ sở (mm) 2.450 (mm)
Chiều rộng cơ sở: trước –sau (mm) 1400/1385
Bán kính quay vòng tối thiểu (m) 4,6
Vận tốc cực đại (km/h) 160
17 Bảng 1.2: Thông số động cơ Hyundai Grand i10
Loại xe Hyundai Grand i10 Động cơ Kappa 1.25 MPI
Số xy lanh và bố trí 4 máy thẳng hang (1-3-4-2)
Cơ cấu xu páp 16 xu pap DOHC, dẫn động xích
Dung tích xy lanh (cm3) 2,405 Đường kính xy lanh x Hành trình piston (mm)
Công suất cực đại (Kw) 87 (tại 6000 vòng/ phút)
Mô men cực đại (N.m) 120 (tại 4000 vòng/ phút)
Vận tốc cực đại (km/h) 160
1.3.2 Các hệ thống trên xe ô tô Huyndai Grand i10 a Hệ thống truyền lực
Hình 1.16: Sơ đồ bố trí hệ thống truyền lực ô tô Huyndai Grand i10
1- Động cơ; 2- Bán trụ; 3- Hộp số
+ Động cơ (KAPPA 1.25 MPI): Là trái tim của xe nguồn cung cấp năng lượng cho xe di chuyển
+ Hộp số: Trên xe Hyundai Grand I10 được dung hộp số tự động và hộp số sàn tùy các loại phiên bản hiện nay Hộp số xe chuyển đổi từ mô men xoắn từ động cơ xe xang bánh xe
+ Hệ thống lái trợ lực (trợ lực điện: MDPS): Giúp người lái điều khiển hướng bánh xe tùy thích Thu thập tín hiệu từ cảm biên góc lái và cảm biến thân xe để điều chỉnh trợ lực lái
+ Bánh xe: Là nơi truyền động lực từ trục truyền động đến mặt đường + Trục truyền động: Truyền động từ hộp số đi qua bánh xe chủ động
+ Hệ thống truyền lực của ô tô Hyundai Grand i10 được bố trí theo kiểu FF (động cơ nằm ngang đặt ở đằng trước, cầu trước chủ động) Ô tô Huyndai Grand i10 có cầu trước chủ động dẫn hướng b Hệ thống phanh
- Trong hệ thống phanh ô tô Hyundai Grand I10 được bố tí hai loại phanh:
+ Phanh sau là phanh tang trống
Hình 1.17: Sơ đồ hệ thống phanh chính c Hệ thống treo
- Hyundai Grand I10 được trang bị hệ thống treo trước MacPherson và hệ thống treo sau dạng thanh xoắn:
* Hệ thống treo phía trước
- Hệ thống treo trước kiểu Macpherson với thanh cân bằng làm tăng độ chắc chắn, độ êm và độ bám đường, giúp điều khiển xe dễ dàng và thoải mái hơn
19 Hình 1.18: Cấu tạo hệ thống treo trước
1- Lò xo; 2- Bộ giảm chấn ống; 3- Thanh nối của bộ cân bằng ngang
* Hệ thống treo phía sau
- Sử dụng thanh xoắn kết hợp ống giảm chấn đã được cải tiến và nâng cấp giúp tăng độ chắc chắn và ổn định cho xe
Hình 1.19: Cấu tạo hệ thống treo sau d Hệ thống an toàn
- Hệ thống túi khí được bố trí trên xe nhằm đảm bảo tính mạng của con người sau khi xảy ra va chạm, túi khí khi đó sẽ được kích hoạt và phình to tạo ra một lớp đệm khí giữa người lái và hành khách giữa các vật cứng trên ô tô
- Ở dòng xe Huyndai Grand I10 thường có 2 túi khí
+ Túi khí ở người lái và túi khí hành khách
+ Hệ thống dẫn đường khí và van xả khí
* Hệ thống điều khiển dây đai an toàn
- Dây đai an toàn là biện pháp chính để bảo vệ tính mạng hành khách Việc đeo dây an toàn tránh cho tài xế và hành khách khỏi văng ra khỏi xe khi có tai nạn, hạn chế chấn thương, đồng thời giảm phát sinh va đập thứ cấp trong cabin, và giúp túi khí dễ dàng bung hiệu quả hơn
Hình 1.20: Sơ đồ cấu tạo dây đai an toàn e Hệ thống lái
- Hệ thống lái là hệ thống giữ vai trò điều khiển hướng chuyển động của ô tô đi thẳng lùi, rẽ trái, rẽ phải theo tác động của người cầm vô lăng xe
- Các bộ phận chính của hệ thống lái: Cơ cấu lái (hộp số), vô lăng, trục lái, dẫn dộng lái, trợ lực lái (trợ lực điện)
- Bộ trợ lực điện có nhiệm vụ làm giảm bớt lực điều khiển của người lái, làm giảm bớt các lực va đập sinh ra do đường xấu truyền lên vô lăng Bộ trợ lực còn làm tăng tính an toàn khi có một bánh xe dẫn hướng bị nổ Vì lúc đó người lái đủ sức giữ tay lái cho xe chuyển động thẳng và vừa thực hiện phanh ngặt
- Tay lái có thể điều chỉnh theo 4 hướng: Gật gù và xa-gần đến vị trí thích hợp làm tăng sự thoải mái cho người lái
- Cơ cấu lái là loại bánh răng – thanh răng có ưu điểm được nhắc ở phần 1.2.1.5
* Hệ thống lái trợ lực điện điều khiển điện
- Đặc điểm của hệ thống lái trợ lực điện:
+ Động cơ điện: Sử dụng loại động cơ điện 1 chiều cấu tạo bao gồm: rôto, staro, trục chính và cơ cấu giảm tốc Có nhiệm vụ đảm bảo cong suất lục cần thiết, mô tơ điện được dẫn động từ ECU Mô tơ truyền mô men qua khớp nối sang trục vít sang bánh vít bắt trên trục lái
Hình 1.21: Sơ đồ hệ thống lái trợ lực điện
+ ECU là bộ phận điều khiển ECU nhận tín hiệu từ cảm biến mô men và cảm biến tốc độ xe từ đó tính toán mô men cần trơ lực từ đó điều khiển mô tơ điện
+ Cảm biến tốc độ xe có nhiệm vụ đưa tín hiệu tốc độ của ô tô tới ECU
Hình 1.22: Mô tơ và bộ truyền trục vít – bánh vít
- Nguyên lý làm việc của hệ thống trợ lực lái bằng điện
Hình 1.23: Sơ đồ tín hiệu vào ra
Ta thấy nguyên lý làm việc dựa trên nguyên tắc là ECU tiếp nhận 2 tín hiệu chính: Tín hiệu đưa vào từ cảm biến mô men của trục lái và tín hiệu của cảm biến tốc độ bánh sau của xe từ đó ECU tính toán dẫn động mô tơ điện trợ lưc mô men thích hợp với lực đánh lái Lực đánh lái càng nhiều thì mô tơ điện càng phải trợ lực nhiều hơn, nhưng mô men trợ lực của mô tơ sẽ được điều khiển giảm dần khi vận tốc xe tăng dần
+ Trạng thái quay vòng: Khi người điều khiển quay vành lái tác động lên cảm biến mô men, cảm biến mô men truyền tín hiệu cảm biến được tới ECU kết hợp với tín hiệu từ cảm biến tốc độ của xe mà ECU tính toán dẫn động mô tơ điện trợ lực mô men thích hợp và nhờ cảm biến mô men mà ECU xác định được chiều quay của trục lái từ đó điều khiển chiều quay của mô tơ điện cho thích hợp
TÍNH TOÁN KIỂM TRA THIẾT KẾ HỆ THỐNG LÁI
Lựa chọn phương án thiết kế
2.1.1 Chọn phương án dẫn động lái
- Dẫn động lái gồm tất cả các chi tiết truyền lực từ cơ cấu lái đến ngỗng quay của tất cả các bánh xe dẫn hướng khi quay vòng
- Phần tử cơ bản của dẫn động lái là hình thang lái, nó được tạo bởi cầu trước, đòn kéo ngang và các đòn bên
- Dẫn động lái bốn khâu
- Hình thang lái bốn khâu đơn giản, dễ chế tạo đảm bảo được động học và động lực học quay vòng của bánh xe Nhưng kiểu dẫn động này chỉ dùng trên xe có cơ cấu lái với hệ thống treo phụ thuộc (lắp với dầm cầu dẫn hướng)
- Dẫn động lái sáu khâu
- Dẫn động lái sáu khâu được lắp đặt trên hầu hết các xe du lịch có hệ thống treo độc lập lắp trên cầu dẫn hướng
2.1.2 Chọn phương án cơ cấu lái
- Dựa vào những ưu điểm đã trình bày trong phần tổng quan cơ cấu lái, ta chọn phương án cơ cấu lái loại trục răng- thanh răng
- Ưu điểm của cơ cấu lái trục răng- bánh răng bao gồm:
Hộp số lái thanh răng và bánh răng có kết cấu đơn giản
Tiết kiệm và dễ sản xuất
Dễ dàng vận hành với độ chính xác cao
Không còn tiếp giữa giá lái và bánh răng
Giảm chấn bên trong được duy trì
Độ đàn hồi lái tối thiểu, nhỏ gọn nên chủ yếu được sử dụng ở động cơ phía trước (dẫn động cầu trước)
Không cần tay lái và thanh trung gian
Dễ dàng hạn chế hành trình của giá lái và góc lái
2.1.3 Lựa chọn trợ lực lái
Với 4 phương án được giới thiệu ở phần tổng quan em lựa chọn phương án số 3 là hệ thống lái trợ lực điện kiểu: Column-type (mô tơ trợ lực cho trục lái)
Với kiểu này mô tơ và phần điều khiển ECU đặt trên trục lái nên không gian bên dưới phần cơ cấu lái và thanh răng gọn nên rễ ràng bố trí và cũng thuận tện cho công vệc tháo lắp bảo dưỡng sửa chữa mô tơ và phần điều khiển ECU.
Tính toán thiết kế hệ thống lái
2.2.1 Tính toán động lực học hình thang lái
Nhiệm vụ của tính toán động học hình thang lái là xác định những thông số tối ưu của hình thang lái, đảm bảo động học quay vòng của các bánh xe dẫn hướng
2.2.1.1 Xây dựng đường cong lý thuyết
Trên hình 2.1 là sơ đồ nguyên lý quay vòng Từ lý thuyết quay vòng, để bánh xe lăn tinh khi quay vòng thì hệ thống lái phải đảm bảo mối quan hệ dưới đây của các bánh xe dẫn hướng cotg - cotg = 𝐵
B – Khoảng cách giữa hai đường tâm trụ đứng, B 00 (mm)
L – Chiều dài cơ sở của Ô tô, L = 2450 (mm)
- Góc quay bánh xe dẫn hướng phía ngoài
- Góc quay bánh xe dẫn hướng phía trong
Hình 2.1: Sơ đồ nguyên lý quay vòng
- Xác định góc quay lớn nhất của bánh xe dẫn hướng phía trong max:
Rmin – Là bán kính quay vòng nhỏ nhất của ô tô, Rmin = 4,6 (m)
Từ 2.1 qua các phép biến đổi ta có:
𝛼 = 𝑎𝑟𝑐𝑡𝑔 𝐵+𝐿 𝑐𝑜𝑡 𝑔𝛽 𝐿 (2.3) Thay số vào (2.3) ta có phương trình:
2.2.1.2 Xây dựng đường cong thực tế
Trường hợp xe đi thẳng:
Từ sơ đồ dẫn động lái ta có thể tính được mối quan hệ giữa các thông số theo các biểu thức sau:
Mặt khác theo tính chất lượng giác: 𝑠𝑖𝑛 2 𝛾 + 𝑐𝑜𝑠 2 𝛾 = 1 (2.7) p
Hình 2.2: Sơ đồ hình thang khi xe lái thẳng
- Các đòn bên tạo với phương dọc một góc
- Khi ô tô quay vòng với các bán kính quay vòng khác nhau mà quan hệ giữa và vẫn được giữ nguyên như công thức trên thì hình thang lái Đan - Tô không thể thoả mãn hoàn toàn được
- Tuy nhiên ta có thể chọn một kết cấu hình thang lái cho sai lệch với quan hệ lý thuyết trong giới hạn cho phép tức là độ sai lệch giữa góc quay vòng thực tế và lý thuyết cho phép lớn nhất ở những góc quay lớn, nhưng cũng không được vượt quá 1 0
Trường hợp khi xe quay vòng:
- Trên hình là sơ đồ hình thang lái khi xe quay vòng Khi bánh xe bên trái quay đi một góc và bên phải quay đi một góc , lúc này đòn bên của bánh xe
34 bên phải hợp với phường ngang một góc (-) và bánh xe bên trái là ( +) Ta có mối quan hệ của các thống số theo quan hệ sau:
Hình 2.3: Sơ đồ hình thang lái khi xe quay vòng
𝑐𝑜𝑠 𝛾 ′ = 1 𝑝 √𝑝 2 − [𝑦 − 𝑚 𝑠𝑖𝑛(𝜃 − 𝛽)] 2 (2.10) -Từ quan hệ hình học trong tam giác ACD ta có:
𝐵𝐶 2 = 𝐴𝐶 2 + 𝐴𝐵 2 − 2𝐴𝐵 𝐴𝐶 𝑐𝑜𝑠 𝜓 Thay (2.8) vào biểu thức trên ta có:
Từ mối quan hệ hình học trong tam giác ta có:
Từ (2.13) và (2.14) thay vào (2.15) ta rút ra được biểu thức liên hệ giữa và như sau:
- Góc tạo bởi đòn bên hình thang lái và phương ngang: x
35 m - Chiều dài đòn bên hình thang lái m = 180 (mm) y - Khoảng cách giữa đòn ngang với trục trước trong hình thang lái y = 182 (mm) p - Chiều dài đòn thanh nối bên hình thang lái P = 250 (mm)
Dựa vào công thức (2.4) và (2.16) ta xây dựng các đường đặc tính hình thang lái lý thuyết và thực tế ứng với mỗi giá trị của góc = (0 0 , 5 0 , , 40 0 ) ta lấy góc theo xe thiết kế = 78 0
Bảng 2.1: Quan hệ giữa góc và trên hình thang lái Đan – Tô
- Căn cứ vào các số liệu trong bảng trên ta vẽ được đồ thị đặc tính động học hình thang lái lý thuyết và thực tế trên cùng một hệ trục toạ độ:
Hình 2.4: Đặc tính động học hình thang lái
- Trên hình là đặc tính động học hình thang lái Nhận thấy rằng độ sai lệch giữa góc quay vòng thực tế và góc quay vòng lý thuyết đều nhỏ hơn 1 0 trong phạm vi có thể quay vòng của bánh xe dẫn hướng do đó các thông số của hình thang lái xe thiết kế là thoả mãn
Xác định mô men cản quay vòng:
Lực tác động lên vành tay lái của ôtô sẽ đạt giá trị cực đại khi ta quay vòng ôtô tại chỗ Lúc đó mô men cản quay vòng trên bánh xe dẫn hướng Mc sẽ bằng tổng số của mô men cản chuyển động M1, mô men cản M2 do sự trượt lê bánh xe trên mặt đường và mô men cản M3 gây nên bởi sự làm ổn định các bánh xe dẫn hướng
Với 𝜂 là hiệu suất tính đến tổn hao ma sát tại cam quay và các khớp trong dẫn động lái η = 0,5- 0,7 Ta chọn η = 0,7 vì đam bảo được các điều kiện bền sau khi kiểm nghiệm bền
Hình 2.5: Sơ đồ đặt bánh xe dẫn hướng
Mô men cản quay vòng được xác định theo công thức:
Gbx- Trọng lượng tác dụng lên một bánh xe dẫn hướng
G G (N) a- Cánh tay đòn của bánh xe dẫn hướng với xe thiết kế đo được a= 0,03 (m)
37 f- Hệ số cản lăn ta xét trong trường hợp khi ôtô chạy trên đường nhựa và khi ta chọn f= 0,015
Mô men cản M2 do sự trượt bên của bánh xe trên mặt đường:
Hình 2.6: Sơ đồ lực ngang tác dụng lên bánh xe khi xe quay vòng
Trên hình 2.6 khi có lực ngang Y tác dụng lên bánh xe thì bề mặt tiếp xúc giữa lốp và đường sẽ bị lệch đi đối với trục bánh xe Nguyên nhân lệch này là do sự đàn hồi bên của lốp Điểm đặt của lực Y sẽ nằm cách hình chiếu của trục bánh xe một đoạn x về phía sau đoạn x được thừa nhận bằng nửa khoảng cách của tâm diện tích tiếp xúc đến rìa ngoài của nó theo công thức sau:
Trong đó: r- Bán kính tự do của bánh xe r B d / 2
Với bánh xe có cỡ lốp là: 165/60/R14
Với B là chiều cao lốp : B = 0,6.165 (mm)
Với d là đường kính vành bánh xe: d = 14 (inch) = 14.25,4 = 355,6 (mm)
Trong đó: rbx - Bán kính làm việc của bánh xe
Ta có mô men ma sát giữa bánh xe và đường là: x G
Với là hệ số bám ngang Lấy = 0,85
M3 mô men gây bởi các góc đặt của bánh xe và trụ đứng, việc tính toán mô men này tương đối phức tạp nên trong khi tính toán có thể thay thế M3 bằng một hệ số khi đó mô men cản quay vòng tại 1 bánh xe dẫn hướng được tính như sau:
Với = 1,07- 1,15 ta chọn = 1,1 suy ra ta có:
Vậy mô men cản quay vòng là: Mc =2.136/0,7 = 388 (Nm)
Xác định lực cực đại tác dụng lên vành tay lái
Khi đánh lái trong trường hợp ôtô đứng yên tại chỗ thì lực đặt lên vành tay lái để thắng được lực cản quay vòng tác dụng lên bánh xe dẫn hướng là lớn nhất Lực lớn nhất đặt lên vành tay lái được xác định theo công thức: max c vl c d th
Mc- Mô men cản quay vòng: Mc = 388 (Nm)
R- Bán kính bánh lái: R = 0,18 (m) ic- Tỷ số truyền cơ cấu lái: Chọn ic = 20
th- Hiệu suất thuận của cơ cấu lái, đối với cơ cấu lái thanh răng - trục răng hiệu suất thuận th = 0,65
39 id- Tỷ số truyền của truyền động lái id = 0,85- 1,1 ; chọn id = 1 Vậy 𝑃 𝑣𝑙𝑚𝑎𝑥 =0,18.20.0,65 388 = 165.8 (𝑁)
2.2.2 Tính toán thiết kế cơ cấu lái trục răng – thanh răng
2.2.2.1 Xác định chiều dài thanh răng
- Theo sơ đồ dẫn động lái, khi bánh xe dẫn hướng quay đi một góc 𝛽 𝑚𝑎𝑥 0 thì thanh răng dịch chuyển một đoạn là X
𝑐𝑜𝑠 𝛾 ′ = 1 𝑝 √𝑝 2 − (𝑚 𝑐𝑜𝑠(𝜃 − 𝛽)) 2 (2.20) Thay các số liệu vào công thức (2.19) ta được:
Do thanh răng quay về cả hai bên nên khoảng cách của thanh răng sẽ phải thoả mãn là: L = 180 (mm) 2 X1 = 2.84,78 = 169,5 (mm)
Vậy khoảng cách phải làm việc của thanh răng đo trên chiều dài của trục nhỏ bằng nửa lần chiều dài (L = 180 (mm)) Vậy thanh răng đủ dài để xe có thể quay vàng dễ dàng mà không bị chạm
KHAI THÁC KỸ THUẬT HỆ THỐNG LÁI
Các phương pháp và quy trình chẩn đoán hệ thống lái
- Đo độ rơ vành lái
- Đo lực lớn nhất đặt trên vành lái
- Đo góc quay bánh xe dẫn hướng
- Kiểm tra qua tiếng ồn
- Chẩn đoán trên đường thử
- Xác định khả năng ổn định chuyển động thẳng khi trên đường thử
3.1.2.1 Đo độ rơ vành lái
- Độ rơ vành lái là thông số tổng hợp quan trọng nói lên độ mòn của hệ thống lái bao gồm đo độ mòn của cơ cấu lái, khâu khớp trong dân động lái và cả hệ thống treo
- Sử dụng vành dẻ quạt có độ chia (hình 3.1) hay bằng cảm nhận trực tiếp của người kiểm tra để đo độ dơ của vành lái:
+ Gá vành dẻ quạt 3 trên ống bọc trục trụ lái 4
+ Kịp kìm chỉ lên vành tay lái 1
+ Quay nhẹ vành tay lái hết mức về bên phải để khử hết độ dơ, xoay bảng chia độ 3 để kìm ở vị trí số 0 Sau đó xoay nhẹ vành tay lái hết mức bên trái để khử hết độ dơ tự do Góc chỉ của kim 2 trên vành chia độ 3 sẽ là hành trình tự do của vành tay lái
- Giá trị lực kéo để do độ dơ của xe Huyndai Grand I10 thường nằm khoảng: (10 : 20) N, khi có trợ lực (15 : 25) N
Hình 3.1: Kiểm tra độ dơ ngang của vô lăng
1- Vành tay lái; 2- Kim của dụng cụ đo;
3- Vành dẻ quạt có thang chia độ của dụng cụ đo; 4- Trục trụ lái
- Sự tăng độ rơ vành lái chứng tỏ hệ thống lái bị mòn, lỏng liên kết, hiện nay ô tô có tốc độ càng cao thì yêu cầu độ rơ vành lái càng nhỏ
62 3.1.2.2 Đo giá trị lực vành lái lớn nhất
- Để xe đứng yên trên mặt đường tốt và phẳng (Thông thường là mặt đường tiêu chuẩn theo quy định)
- Đánh lái tới vị trí tận cùng Dùng lực kế để đo giá trị tại đó để xác định vành lái lớn nhất
- Dùng lực kế đánh lái ở 2 phía khác nhau còn cho biết sai lệch lực đánh lái khi rẽ sang trái hoặc sang phải
- Khi xuất hiện sai khác chứng tỏ:
+ Độ mòn của cơ cấu lái về 2 phía khác nhau
+ Góc đặt bánh xe của 2 phía không đồng đều + Có hiện tượng biến dạng thanh đòn dẫn động 2 bánh xe dẫn hướng + Lốp 2 bên có áp suất khí nén khác nhau
3.1.2.3 Đo góc quay bánh xe dẫn hướng
- Cho đầu xe lên các bệ kiểu mâm xoay có ghi độ Dùng vành lái lần lượt đnhá hết về hai phía xác định các góc quay bánh xe hai bên trên mâm xoay chia độ
- Khi không có mâm xoay chia độ ta có thể tiến hành kiểm trả như sau: Nâng bánh xe của cầu trước lên khỏi mặt đường đặt vành lái và bánh xe ở vị trí đi thẳng, đánh dấu mặt phẳng bánh xe trên nền đánh lái về từng phía đánh dấu các mặt phẳng bánh xe tại vị trí quay hết vành lái Xác định góc quay bánh xe như hình 3.2
- Khi đánh lái về hai phía các góc quay bánh xe không bằng nhau có thể do:
+ Trụ đứng hay rôtuyn mòn + Cơ cấu lái bị mòn gây kẹt
+ Đòn ngang dẫn động lái bị sai lệch
+ Ốc hạn chế quay bánh xe bị hỏng
- Hình 3.2 góc quay bánh xe dẫn hướng về hai phía 𝛼 𝑡 , 𝛼 𝑛 khác nhau, nhưng giá trị đó ở cả hai bên bánh xe phải bằng nhau
Hình 3.2: Đo góc quay bánh xe bằng phương pháp đánh dấu
63 3.1.2.4 Kiểm tra qua tiếng ồn
- Ô tô đứng yên trên nền phẳng lắc mạnh vành lái theo hai chiều nhằm tạo xung đổi chiều nghe tiếng ồn phát ra trong hệ thống xác định vị trí bị va đập tìm nguyên nhân
- Đặc biệt cần kiểm tra độ rơ dọc trục của trục lái và các liên kết với buồng lái bằng cách lắc mạnh vành lái theo phương dọc trục lái
3.1.2.5 Chẩn đoán khi thử trên đường
- Cho xe chạy trên mặt đường rộng tốc độ thấp lần lượt đánh lái hết về phía trái sáu đó đánh về phía bên phải tạo nên chuyển động rích rắc theo dõi sự hoạt động của xe lực đánh lái khả năng quay vòng ở tốc độ thấp có thể xác định hư hỏng của hệ thống lái theo toàn bộ góc quay
- Tiến hành kiểm tra ở tốc độ cao khoảng 50% vận tốc lớn nhất của ô tô nhưng giới hạn góc quay vành lái từ 30% đến 50%
- Xác định khả năng chuyển hướng linh hoạt qua đó đánh giá tính điều khiển của ô tô cảm nhận lực đánh lái trên vành lái
- Hư hỏng của hệ thống lái và góc kết cấu bánh xe phản ánh chất lượng hệ thống lái treo bánh xe
3.1.2.6 Xác định khả năng ổn định chuyển động thẳng khi trên đường thử
- Chọn mặt đường thẳng phẳng tốt, ô tô chuyển động với vận tốc cao bằng khoảng 2/3 vận tốc lớn nhất đặt tay lên vành lái cho xe chạy thẳng không giữ chặt và hiệu chỉnh hướng khi thử cho xe chuyển động trên đoạn đường 100 (m) xem xét độ lệch bên của ô tô, nếu độ lệch bên không quá 3m thì hệ thống lái và kết cấu bánh xe tốt ngược lại cần xem xét kỹ hơn bằng các phương pháp xác định khác.
Quy trình tháo lắp hệ thống lái
Hình 3.3: Sơ đồ cấu tạo hệ thống lái có trợ lực
64 Bảng 3.1: Trình tự tháo của cơ cấu lái
STT CÔNG VIỆC HÌNH VẼ
Kẹp cơ cấu lái trên ê tô
Tháo van điều khiển khí
- Tháo ống dầu cao áp để quay trái và quay phải
- Nới lỏng đai ốc hãm rồi đánh dấu lên thanh lái và đầu thanh răng
- Tháo thanh lái và đai ốc hãm
Tháo cao su che bụi thanh răng
- Dùng tô vít tháo các kẹp
- Tháo cao su che bụi thanh răng
Tháo đầu thanh răng và đệm răng
- Cậy phần bị đánh gập của thanh răng ra
- Dùng dụng cụ tháo đầu thanh răng
- Đánh dấu ghi nhớ đầu thanh răng trái và phải
Tháo đai ốc hãm nắp lò xo dẫn hướng
- Dùng dụng cụ tháo đai ốc hãm nắp lò xo dẫn hướng thanh răng
Tháo nắp lò xo dẫn hướng thanh răng
Tháo nắp vỏ thanh răng
Tháo đai ốc tự hãm và ổ bi dưới
- Dùng dụng cụ giữ van điều khiển, tháo đai ốc tự hãm
- Tháo ổ bi dưới và đệm cách
- Dùng kìm tháo phanh, tháo phanh hãm
- Tháo van điều khiển cùng với ổ bi trên và phớt dầu
Tháo ống chặn đầu xylanh
- Dùng kìm tháo phanh, tháo phanh hãm
- Tháo ống chặn đầu xylanh và đệm cách
Tháo thanh răng cùng với phớt dầu
- Gõ nhẹ đầu thanh răng bằng thanh đồng thau và búa Gõ thanh răng ra ngoài
Tháo phớt dầu xilanh và đệm cách
Bảng 3.2: Trình tự lắp cơ cấu lái
STT CÔNG VIỆC HÌNH VẼ
Bôi dầu trợ lực hoặc mỡ lên các chi tiết cần thiết
- Lắp phớt dầu vỏ xilanh và đệm cách
- Dùng búa nhựa lắp cả cụm vào xilanh
- Lắp dụng cụ vào thanh răng
- Bôi dầu trợ lực lên dụng cụ
- Lắp thanh răng vào xilanh
Lắp ống chặn đầu xilanh, phớt dầu và đệm cách
- Lắp dụng cụ vào đầu kia của thanh răng
- Bôi dầu trợ lực lên dụng cụ
- Lắp phớt dầu mới lên thanh răng
- Dùng dụng cụ, lắp phớt dầu, đệm cách và ống chặn đầu xilanh vào xilanh
- Dùng kìm tháo phanh, lắp phanh hãm
- Lắp dụng cụ vào cút nối của vỏ xi lanh
- Kiểm tra rằng không có sự thay đổi độ chân không
Lắp van điều khiển vào vỏ
- Dùng dụng cụ và máy ép lắp ổ bi trên
Lắp phớt dầu và phanh hãm
- Dùng dụng cụ lắp phớt dầu mới
- Dùng kìm tháo phanh, lắp phanh hãm
Lắp đệm cách, ổ bi dưới và đai ốc tự hãm lên trục van điều khiển
- Lắp đệm cách và ổ bi lên trục van điều khiển
- Dùng dụng cụ để giữ van điều khiển, lắp và xiết đai ốc tự hãm mới
Lắp nắp vỏ thanh răng
- Bôi keo làm kín lên các ren của nắp vỏ thanh răng
00080, THREE BOND 1344, LOCTITE 242 hay loại tương đương
- Lắp và xiết nắp vỏ thanh răng Mô men xiết 69
Lắp đế dẫn hướng thanh răng, dẫn hướng thanh răng, lò xo dẫn hướng thanh răng
- Điền mỡ vào và bôi mỡ lên bề mặt trượt, lưng và các bề mặt bên
10 Điều chỉnh tải trọng ban đầu
- Bôi keo lên 2 hoặc 3 ren của nắp lò xo
00080, THREE BOND 1344, LOCTITE 242 hay loại tương đương
- Dùng dụng cụ lắp và xiết nắp lò xo Mô men xiết 25
- Dùng dụng cụ xoay nắp lò xo dẫn hướng thanh răng 15 0
- Xoay trục van điều khiển sang phải và sang trái một hay 2 lần
- Nới lỏng nắp lò xo đến khi lò xo nén dẫn hướng thanh răng không còn tác dụng
- Dùng dụng cụ và cờ lê lực, xiết nắp lò xo dẫn hướng thanh răng đến khi tải trọng ban đầu nằm trong tiêu chuẩn
-Tải trọng ban đâu khi quay: 8 ÷ 13 kgf.cm (0.8 ÷ 1.3 Nm)
Lắp đai ốc hãm nắp lò xo dẫn hướng thanh răng
- Bôi keo lên 2 hay 3 ren của đai ốc hãm
00080, THREE BOND 1344, LOCTITE 242 hay loại tương đương
- Dùng dụng cụ lắp và xiết đai ốc hãm Mô men xiết
- Kiểm tra lại tải trọng ban đầu
Lắp đệm răng và đầu thanh răng
- Dùng dụng cụ lắp và xiết đầu thanh răng Mô men xiết 72 (Nm)
- Dùng thanh đồng thau và búa, bẻ gập đệm răng
13 Lắp cao su che bụi thanh răng và các kẹp
- Chắc chắn rằng lỗ trên cao su che bụi không bị bịt bởi mỡ
Trình tự lắp tiến hành ngược với trình tự tháo, khi lắp chú ý:
- Vệ sinh sạch sẽ các chi tiết trước khi lắp
- Khi lắp phải đúng theo chiều và đúng vị trí, không làm xước bề mặt thanh răng và làm rách các phớt chắn dầu
- Kiểm tra và điều chỉnh khe hở ăn khớp của trục vít – ê cubi sau khi lắp.
Quy trình kiểm tra, bảo dưỡng, sửa chữa hệ thống lái
3.3.1 Quy trình kiểm tra điều chỉnh hệ thống lái
- Việc kiểm tra, sửa chữa cơ cấu hình thang lái, trục lái là tương tự như hệ thống lái cơ khí Điểm khác biệt giữa hệ thống lái cơ khí và hệ thống lái trợ lực thủy lực là cơ cấu lái Bài giảng sẽ trình bày chi tiết nội dung kiểm tra, sửa chữa cơ cấu lái ở hệ thống lái trợ lực thủy lực:
- Vòng bi: quan sát xem các vòng bi có bị mòn, rơ rão hay không
- Phớt chắn dầu: Kiểm tra các phớt chắn dầu xem có bị rách, biến cứng hay không
- Ngăn kéo phân phối: Dùng dụng cụ đo kiểm tra xem ngăn kéo phân phối có bị mòn hay không
- Lò xo: Kiểm tra xem các lò xo có bị mòn, yếu gãy hay không a Kiểm tra, điều chỉnh độ rơ tay lái
* Kiểm tra, điều chỉnh độ rơ dọc trục tay lái
+ Nắm chặt vô lăng bằng 2 tay rồi kéo vô lăng theo phương dọc trục Nếu không có độ rơ, tay lái không có tầm nặng tầm nhẹ là được
+ Đối với hệ thống lái có trợ lực thuỷ lực: Khi kiểm tra phải tháo rời mặt bích nối các đăng với trục vít Điều chỉnh bằng cách siết đai ốc trên trục vít Vặn vào là giảm độ rơ, vặn ra là tăng độ rơ
+ Sau khi điều chỉnh cần tiến hành kiểm tra lại, yêu cầu quay vành tay lái không có tầm nặng, tầm nhẹ là được
* Kiểm tra, điều chỉnh độ rơ vành tay lái
Dùng dụng cụ đo bằng thước vạch như (hình 3.4) bên dưới:
+ Cho ô tô đứng trên nền phẳng, hai bánh xe dẫn hướng ở vị trí chạy thẳng + Đặt thước đo cố định sát vành lái
+ Xoay vành lái từ từ đến khi hai bánh xe trước bắt đầu dịch chuyển hoặc đến khi đòn quay đứng bắt đầu dịch chuyển Dùng phấn đánh dấu trên thước và vành lái
+ Xoay từ từ ngược lại đến khi hai bánh trước hoặc đòn quay đứng bắt đầu dịch chuyển Đánh một dấu phấn trên thước trùng với dấu trên vành lái đã đánh lúc trước
+ Khoảng cách hai vị trí đánh dấu trên thước là độ dơ lỏng của vành lái
- Đối với hệ thống lái trợ lực thuỷ lực, độ rơ vành lái khoảng 51 (mm); với hệ thống lái cơ khí độ rơ khoảng 76 (mm)
Hình 3.4: Kiểm tra độ dơ vành lái
Cách 2: Dùng dụng cụ đo độ dơ bằng thước đo góc
Hình 3.5: Kiểm tra độ dơ tay lái
+ Kim chỉ của dụng cụ đo đặt trên vành tay lái bằng kẹp lò xo
+ Thang chia độ bắt ở đầu trên của trục tay lái
+ Quay vành tay lái đến khi bánh trước bắt đầu chuyển động thì đặt số 0 của thang chia độ đối diện với kim chỉ
+ Sau đó quay vành lái ngược lại như trên thì dừng lại
+ Căn cứ vào nấc thang chia độ nằm đối diện với kim chỉ ta xác định được độ dơ của vành lái
+ Cơ cấu lái có trợ lực: Điều chỉnh khe hở ăn khớp giữa piston, thanh răng và vành răng rẻ quạt bằng cách nới lỏng đai ốc hãm rồi vặn bu lông điều chỉnh theo nguyên tắc vặn vào làm giảm khe hở và ngược lại, vặn ra làm tăng khe hở
+ Sau khi điều chỉnh ta phải kiểm tra ở 3 vị trí
+ Quay vành lái cách vị trí trung gian từ 2-2.5 vòng, yêu cầu lực quay từ 0.5-1.2 (kg) + Quay vành lái cách vị trí trung gian từ 1 =1.25 vòng, yêu cầu lực quay từ 0.8-1.25 (kg)
+ Quay vành lái cách vị trí trung gian, yêu cầu lực quay từ 1.8-2.2 (kg) Không vượt quá 2.5 (kg) b Kiểm tra và điều chỉnh độ chụm
Công việc kiểm tra và điều chỉnh độ chụm thực hiện sau khi đã sửa chữa cơ cấu hình thang lái, chốt chuyển hướng, chỉnh moay-ơ
Trước khi kiểm tra, điều chỉnh cần kiểm tra bánh xe có dơ hay không, kiểm tra áp suất không khí trong lốp xe Nếu đúng yêu cầu kĩ thuật mới tiến hành công việc trên
+ Để ô tô ở trên đường phẳng, hai bánh xe ở vị trí chạy thẳng
+ Đặt thước tì vào 2 má lốp sao cho các đầu dây xích chớm chạm nền + Đọc kích thước và đánh dấu vào vị trí vừa đo của hai má lốp
+ Tiếp tục tiến hành: Dịch ô tô về phía trước sao cho hai bánh trước quay
180 0 (tay lái giữ ở vị trí xe chạy thẳng)
+ Đặt thước vào hai vị trí đã đánh dấu và đọc kích thước
+ Lấy hiệu hai kích thước vừa đo được là độ chụm bánh xe
- Tuỳ theo loại xe mà có yêu cầu về độ chụm khác nhau Độ chụm quy định thông thường từ 2 (mm) ÷ 6 (mm) Trên xe con độ chụm thông thường có giá trị 2 mm ÷ 3 mm đối với xe có cầu trước bị động dẫn hướng và đối với xe có cầu trước chủ động dẫn hướng
- Khi điều chỉnh cho phép sai lệch ±1 (mm)
- Độ chụm dương: Nếu hai bánh xe chụm về phía trước (khi đó B – A > 0) Độ chụm âm: Nếu hai bánh xe loe về phía trước (B – A < 0)
- Đối với các loại xe có hệ thống treo phụ thuộc thì trình tự điều chỉnh như sau: + Để bánh xe trên nền phẳng, giữ bánh xe dẫn hướng ở vị trí chạy thẳng + Kích bánh xe lên
+ Nới êcu hai đầu thanh kéo ngang, rồi xoay thanh kéo ngang để điều chỉnh sau đó hãm êcu lại
+ Kiểm tra lại độ chụm đến khi nào được mới thôi
- Đối với các xe có hệ thống treo độc lập thì quy trình điều chỉnh như sau:
+ Điều chỉnh phải tiến hành khi ô tô tải đầy
+ Để ô tô ở vị trí chạy thẳng trên nền phẳng
+ Kích bánh lên nới lỏng đai ốc hãm của thanh kéo ngang
+ Xoay ống nối răng ngược hai đầu của thanh kéo ngang Xoay ống nối cho đòn kéo dài ra sẽ làm tăng độ chụm đầu và ngược lại (hình 3.6)
+ Vặn chặt các đai ốc hãm lại
Hình 3.6: Điều chỉnh độ chụm
1- Xoay xuống để tăng chiều dài; 2- Xoay lên để giảm chiều dài
5- Xoay lên để tăng chiều dài; 6- Xoay xuống để giảm chiều dài c Chia lái
- Hệ thống lái phải đảm bảo đánh lái sang trái, sang phải đều nhau Muốn vậy ta cần phải tiến hành chia lái:
+ Để bánh xe ở vị trí xe chạy thẳng, tháo đòn quay đứng
+ Quay vô lăng về tận cùng một bên (phải) rồi đánh dấu giữa vô lăng và trục lái Quay vô lăng theo chiều ngược lại (trái) đến khi không quay được nữa thì dừng lại Vừa quay vừa đếm số vòng Chia đôi số vòng tay lái
+ Lắp đòn quay đứng, siết chặt đủ lực
+ Quay kiểm tra lại d Kiểm tra mức dầu và điều chỉnh độ căng đai
* Kiểm tra mức dầu: Đo mức dầu trong bầu chứa khi động cơ đang làm việc, sau đó tắt máy và đo lại mức dầu Khi tắt máy mức dầu không tăng quá 5 (mm), dầu không có bọt và đục là được Nếu mức dầu tăng quá 5 (mm), có bọt và đục là trong dầu có khí (e)
* Xả khí trong hệ thống dầu trợ lực:
- Kiểm tra mức dầu trong bình, thiếu thì bổ xung dầu
- Kích thước hai bánh xe dẫn hướng
- Cho động cơ chạy ở tốc độ 1000 (V/Phút)
- Đánh hết tay lái sang trái, sang phải và giữ nguyên ở vị trí tận cùng từ 23 giây
- Làm lại bước trên 34 lần
* Kiểm tra, điều chỉnh độ căng dây đai
- Dùng tay ấn với lực 50 80 (N) yêu cầu độ võng xuống dây đai là 7 9 (mm)
- Nếu không đúng (quá căng hoặc trùng) cần điều chỉnh lại bằng cách xê dịch bơm trợ lực
- Đối với một số xe dùng dây đai và puli răng yêu cầu phải lắp đúng vị trí e Kiểm tra độ đảo bánh xe
- Dùng đồng hồ để kiểm tra độ đảo: Gá chân đồng hồ vuông góc với phía ngoài vành bánh xe, xoay bánh xe một vòng, số vạch kim đồng hồ dao động cho ta độ đảo vành bánh xe Độ đảo cho phép nhỏ hơn 1,2 (mm)
3.3.2 Bảo dưỡng kỹ thuật hệ thống lái
Hiện tượng Nguyên nhân Kiểm tra và sửa chữa
1 Tay lái nặng a Hệ thống bơm trợ lực hỏng hoặc thiếu dầu b Lốp bơm không đủ áp suất Bơm đủ hơi c Rơ ổ bi thiếu dầu bôi trơn Bổ sung dầu mỡ bôi trơn hộp tay lái và các khớp nối d Ổ trụ đứng bị mòn làm sai lệch góc đặt bánh xe Điều chỉnh lại cho đúng quy định
2 Tay lái bị rơ lắc a Ổ bi côn trong cơ cấu lái bị mòn, bánh vít trục vít nị mòn, khớp cầu (rô tuyn) bị rơ Điều chỉnh và thay chi tiết mòn b Ổ bi moay ơ mòn, khe hở trụ quay đứng lớn Điều chỉnh lại độ rơ
